Tensioactivos copolímeros.

Una pintura de látex acuosa, que comprende una mezcla de una base de tinte y una composición colorante que comprende al menos un pigmento,

agua y un tensioactivo copolímero que tiene un peso molecular promedio en número de desde aproximadamente 400 Dalton hasta aproximadamente 200.000 Dalton que comprende los siguientes monómeros:

(a) desde aproximadamente el 10 % hasta aproximadamente el 80 % en peso de al menos un anhídrido o ácido carboxílico C3-C12 α,β-etilénicamente insaturado,

(b) desde aproximadamente el 10 % hasta aproximadamente el 80 % en peso de al menos un monómero de vinilo C2-C12 α,β-etilénicamente insaturado y

(c) desde aproximadamente el 0,01 % hasta aproximadamente el 20 % en peso de al menos un monómero tensioactivo, en la que cada monómero tensioactivoes es un éster (met)acrílico de un resto de monoestirilfenilo, diestirilfenilo o triestirilfenilo etoxilado, pintura cuya viscosidad de bajo cizallamiento de Stormer está en un intervalo de ± 10 % de la viscosidad de bajo cizallamiento de Stormer de la base de tinte.

Tensioactivos copolímeros.

La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de EE. UU. n.º 60/496.366, presentada el 18 de agosto de 2003 (Pennie & Edmonds LLP, expediente de agente nº 11419-003-888) , la divulgación de la cual se incorpora en la presente memoria por referencia en su totalidad.

Campo de la invención La presente invención se refiere a tensioactivos copolímeros y a su uso, p. ej., en recubrimientos tales como pintura de látex y pintura a base de disolvente, y a un procedimiento de dispersión de pigmentos coloreados usando el tensioactivo copolímero, composiciones colorantes en las que se dispersa al menos un pigmento con un tensioactivo copolímero de la invención, una pintura que comprende una composición colorante de la invención y un procedimiento para preparar una pintura que comprende una composición colorante de la invención.

Antecedentes de la invención Las pinturas de látex han aumentado su cuota de mercado en recubrimientos arquitectónicos, p. ej., debido a las preocupaciones medioambientales con las pinturas a base de disolvente. Las pinturas de látex tienen un comportamiento deseable en muchas aplicaciones, en particular para los recubrimientos arquitectónicos. Sin embargo, algunas de las propiedades de las pinturas de látex no consiguen igualar las de las pinturas a base de disolvente. Una de las principales preocupaciones es el control de la reología de las pinturas de látex, ya que la reología está relacionada, p. ej., con sus propiedades de flujo y nivelación. Las excelentes propiedades de flujo y nivelación de las pinturas a base de disolvente pueden proporcionar un acabado liso sustancialmente sin marcas de pincel; esto es particularmente deseable para pinturas de alto brillo. Las pinturas de látex no han podido alcanzar un comportamiento de flujo y nivelación comparable al de las pinturas a base de disolvente debido a las limitaciones de diversos tipos de espesantes usados en las pinturas de látex.

Existen varios tipos de espesantes, también conocidos como modificadores de la reología o aditivos reológicos, para recubrimientos tales como las pinturas de látex. Un tipo son los espesantes no asociativos, preparados a partir de polímeros de alto peso molecular solubles en agua. Los espesantes no asociativos interaccionan con la fase acuosa de las pinturas de látex. Los espesantes no asociativos ejemplares incluyen derivados que comprenden celulosa, tales como los divulgados en la patente de EE. UU. N.º 3.769.247.

Otro tipo de espesante se conoce como espesante asociativo, tal como un modificador de la reología de uretano etoxilado modificado de forma hidrófoba ("HEUR") . Es bien sabido que los segmentos hidrófobos de los espesantes asociativos se asocian con grupos hidrófobos de un látex polimérico, pigmentos y otros ingredientes de las pinturas de látex. Por tanto, forman una red tridimensional físicamente reticulada, con tensión de corte reversible.

Un tipo adicional de espesante incorpora características de los dos tipos descritos anteriormente al interaccionar con la fase acuosa al mismo tiempo que se asocia de forma hidrófoba con los hidrófobos de las pinturas de látex. Típicamente, este tipo de espesante contiene cadenas poliméricas hidrófilas que interaccionan fuertemente con el agua. A estas cadenas poliméricas se unen monómeros portadores de grupos hidrófobos que se pueden asociar con ingredientes hidrófobos de las pinturas. Son ejemplos de este tipo las emulsiones de álcalis hinchables/solubles modificados de forma hidrófoba ("HASE") , cada emulsión que contiene un copolímero de álcali hinchable/soluble modificado de forma hidrófoba ("HASC") , y los espesantes celulósicos modificados de forma hidrófoba. El peso molecular promedio en número de estos espesantes de doble acción suele ser más bajo que el peso molecular promedio en número de los espesantes no asociativos, pero mayor que el peso molecular promedio en número de los espesantes asociativo, tales como los HEUR.

El buen flujo y nivelación, la buena estabilidad frente al cizallamiento y el mínimo impacto sobre la sensibilidad al agua son ventajas reconocidas de las pinturas que contienen HEUR y algunas pinturas de látex formuladas con HEUR pueden tener un comportamiento de flujo y nivelación que se acerca al de las pinturas de disolvente. Sin embargo, los HEUR, de forma destacada y desfavorable, son muy sensibles a la composición de la pintura. Por ejemplo, los cambios en el látex, el pigmento, el tensioactivo, el disolvente y/u otros ingredientes de la pintura pueden tener un profundo impacto sobre la viscosidad de una pintura que contiene un HEUR.

Los colorantes son un factor limitante importante del uso de HEUR en las pinturas a base de tinte. Por ejemplo, los HEUR solamente se pueden usar en pinturas blancas o en pinturas a base de color claro. Se sabe que las pinturas a base de color intenso con HEUR tienen una desfavorable inestabilidad de la viscosidad, especialmente la estabilidad de la viscosidad con cizallamiento bajo, después de teñirlas, es decir, mezclarlas con un concentrado de color universal o una composición colorante. Las composiciones colorantes contienen pigmentos orgánicos o inorgánicos, disolventes (que pueden incluir agua) y una gran cantidad de un tensioactivo o tensioactivos de los llamados "convencionales", es decir, que no son los tensioactivos copolímeros de la presente invención. El/los tensioactivo (s) convencional (es) de las composiciones colorantes interaccionan con los HEUR, lo que da lugar a una indeseable rotura de las redes tridimensionales físicamente reticuladas de las pinturas y, de este modo, disminuye significativamente la viscosidad de cizallamiento bajo de tales pinturas. En el intervalo de la viscosidad de cizallamiento alto, donde la viscosidad depende en gran medida de la cantidad de espesante (s) presente en la base de tinte, los colorantes también pueden reducir la viscosidad de cizallamiento alto a través de su efecto de dilución sobre la base de tinte.

La patente de EE. UU. N.º 6.337.366 divulgaba una mezcla de poli (óxido de etileno) modificado monófobo y multífobo añadido a colorantes para conservar la estabilidad de la viscosidad de Stormer de las bases de tinte.

El uso de polímeros de álcalis solubles modificados de forma hidrófoba como espesantes se desarrolló en la década de 1970. La patente de EE. UU. N.º 4.138.381 divulga un procedimiento de preparación de polímeros de este tipo a través de polimerización en solución. Estos son copolímeros que contienen grupos de ácido carboxílico que imparten solubilidad en el agua a los polímeros a través de la neutralización. Los segmentos hidrófobos son (met) acrilato de óxido de etileno de alquilo o alquilfenilo (que contienen de 1 a 20 átomos de carbono) . La patente de EE. UU. N.º

4.138.381 divulgaba un procedimiento de preparación de espesantes poliméricos a través de polimerización en emulsión en una fase acuosa; este tipo de espesantes poliméricos se conocen como HASE. El polímero de látex preparado de este modo se disuelve con facilidad en agua ajustando el pH hasta al menos 5, 5. Se divulgan sistemas similares en las patentes de EE. UU. N.º 4.421.902; 4.423.199; 4.432.881; 4.529.773; 4.569.965; 4.600.761; 4.616.074; y 4.892.916. En la patente de EE. UU. N.º 5.770.760 se divulga un monómero hidrófobo conocido como poli (etilenoxi) metacrilato de triestirilfenilo o poli (etilenoxi) metacrilato de triestirilo.

Sumario de la invención En general, la invención se refiere a un tensioactivo copolímero que comprende al menos un monómero tensioactivo y una pluralidad de monómeros hidrófilos que es útil para, p. ej., la dispersión mejorada de pigmentos. Estos tensioactivos copolímeros se preparan a partir de los siguientes monómeros:

(a) desde aproximadamente el 10 % hasta aproximadamente el 80 % en peso de al menos un anhídrido o ácido carboxílico C3-C12 α, β-etilénicamente insaturado;

(b) desde aproximadamente el 10 % hasta aproximadamente el 80 % en peso de al menos un monómero de vinilo C2-C12 α, β-etilénicamente insaturado;

(c) desde aproximadamente el 0, 01 % hasta aproximadamente el 20 % en peso de un monómeros tensioactivo

o una combinación de monómeros tensioactivos; y

(d) opcionalmente, hasta aproximadamente el 5 % en peso de un monómero de reticulación etilénicamente insaturado.

La invención proporciona una patente de látex acuoso de acuerdo con la reivindicación 1, una composición colorante de acuerdo con la reivindicación 7 y un procedimiento de preparación de una patente de látex acuoso de acuerdo con la reivindicación 14.

En otro modo de realización,... [Seguir leyendo]

1. Una pintura de látex acuosa, que comprende una mezcla de una base de tinte y una composición colorante que comprende al menos un pigmento, agua y un tensioactivo copolímero que tiene un peso molecular promedio en número de desde aproximadamente 400 Dalton hasta aproximadamente 200.000 Dalton que comprende los siguientes monómeros:

(a) desde aproximadamente el 10 % hasta aproximadamente el 80 % en peso de al menos un anhídrido o ácido carboxílico C3-C12 α, β-etilénicamente insaturado,

(b) desde aproximadamente el 10 % hasta aproximadamente el 80 % en peso de al menos un monómero de vinilo C2-C12 α, β-etilénicamente insaturado y

(c) desde aproximadamente el 0, 01 % hasta aproximadamente el 20 % en peso de al menos un monómero tensioactivo, en la que cada monómero tensioactivoes es un éster (met) acrílico de un resto de monoestirilfenilo, diestirilfenilo o triestirilfenilo etoxilado,

pintura cuya viscosidad de bajo cizallamiento de Stormer está en un intervalo de ± 10 % de la viscosidad de bajo cizallamiento de Stormer de la base de tinte.

2. La pintura de la reivindicación 1, en la que cada uno de dichos monómeros tensioactivos es poli (etilenoxi) (met) acrilato de triestirilfenilo.

3. La pintura de la reivindicación 1 o 2, en la que la pintura comprende además al menos un espesante asociativo.

4. La pintura de la reivindicación 3, en la que el espesante asociativo es un copolímero de bloque de uretano etoxilado modificado de forma hidrófoba no iónico, un poliéter modificado de forma hidrófoba, una emulsión soluble de álcali modificada de forma hidrófoba, un poli (ácido (met) acrílico) modificado de forma hidrófoba, una hidroxietilcelulosa modificada de forma hidrófoba, una poli (acrilamida) modificada de forma hidrófoba o una mezcla de los mismos.

5. La pintura de la reivindicación 1, en la que la viscosidad de bajo cizallamiento de Stormer de la pintura está en un intervalo de ± 5 % de la viscosidad de bajo cizallamiento de Stormer de la base de tinte a partir de la que se formó la pintura.

6. La pintura de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la puntuación de flujo/nivel de la pintura, medida a 25 °C de acuerdo con la norma ASTM D4062-99, es de desde 8 hasta aproximadamente 10.

7. Una composición colorante que, mezclada con una base de tinte, forma una pintura de látex acuosa que tiene una viscosidad de bajo cizallamiento de Stormer que está en el intervalo de ± 10 % de la viscosidad de bajo cizallamiento de Stormer de la base de tinte, conteniendo dicha composición colorante al menos un pigmento, agua y un tensioactivo copolímero como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. La composición colorante de la reivindicación 7, en la que la viscosidad de alto cizallamiento ICI de la pintura está en el intervalo de ± 10 % de la viscosidad de alto cizallamiento viscosity ICI de la base de tinte.

9. La composición colorante de la reivindicación 7, que incluye además al menos un disolvente oxigenado.

10. La composición colorante de la reivindicación 8, en la que el tensioactivo copolímero comprende los siguientes monómeros:

(a) en la que el al menos un anhídrido o ácido carboxílico C3-C12 α, β-etilénicamente insaturado es ácido metacrílico, ácido acrílico o una mezcla de los mismos; y

(b) en la que el al menos un monómero de vinilo C2-C12 α, β-etilénicamente insaturado es acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de butilo, metacrilato de metilo, acetato de vinilo, acrilonitrilo o una mezcla de los mismos.

11. La composición colorante de la reivindicación 10, en la que el tensioactivo copolímero comprende los siguientes monómeros:

(a) en la que el al menos un anhídrido o ácido carboxílico C3-C12 α, β-etilénicamente insaturado es ácido metacrílico,

(b) en la que un monómero de vinilo C2-C12 α, β-etilénicamente insaturado es acetato de vinilo y al menos otro monómero de vinilo C2-C-12 α, β-etilénicamente insaturado es metacrilato de etilo, acrilato de butilo, metacrilato de metilo o una mezcla de los mismos.

12. La composición colorante de la reivindicación 7, en la que el tensioactivo copolímero comprende dos monómeros tensioactivos que son iguales o diferentes.

13. La composición colorante de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en la que el resto de poli (etilenoxi) tiene desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 200 unidades de etilenoxi.

14. Un procedimiento de fabricación de la pintura de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende mezclar la base de tinte y la composición colorante y, opcionalmente, el espesante asociativo.

15. El procedimiento de la reivindicación 14, que comprende mezclar la base de tinte y la composición colorante que contiene dicho tensioactivo copolímero, agua y dicho al menos un pigmento, en la que dicho al menos un pigmento es uno o más pigmentos orgánicos, uno o más pigmentos inorgánicos o una mezcla de uno o más pigmentos orgánicos y uno o más pigmentos inorgánicos.

16. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que la composición colorante incluye además al menos un tensioactivo convencional.

17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que el tensioactivo convencional es un tensioactivo aniónico, un tensioactivo no iónico, un tensioactivo anfótero o una mezcla de los mismos.

18. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que la composición colorante incluye además un polímero soluble en agua seleccionado de entre un poli (ácido carboxílico) , un copolímero que comprende un monómero que contiene un ácido carboxílico, un polímero en emulsión soluble de álcali, un derivado de celulosa, una sal de un poli (ácido acrílico) , una sal de un copolímero que comprende un monómero que contiene un ácido acrílico, polivinilpirrolidona, un copolímero que comprende un monómero de vinilpirrolidona o una mezcla de los mismos.

19. El procedimiento de la reivindicación 18, en el que el polímero soluble en agua es una sal de un poli (ácido acrílico) , una sal de un copolímero que comprende un monómero que contiene un ácido acrílico o una mezcla de los mismos.

20. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que el pigmento inorgánico es blanco de dióxido de titanio, negro de carbón, negro de humo, óxido de hierro negro, óxido de hierro amarillo, óxido de hierro marrón, óxido de hierro rojo o una mezcla de los mismos.

21. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, en el que el pigmento orgánico es azul de ftalocianina, verde de ftalocianina, amarillo de monoarilida, amarillo de diarilida, amarillo de bencimidazolona, amarillo hererocíclico, naranja de DAN, magenta de quinacridona, violeta de quinacridona, rojo orgánico o una mezcla de los mismos.

22. El procedimiento de la reivindicación 21, en el que el rojo orgánico es rojo de azo metalizado, un rojo de azo no metalizado o una mezcla de los mismos.